23 lipca 1996 papież Jan Paweł II mianował go biskupem pomocniczym archidiecezji Paderborn ze stolicą tytularną Petina. Święcenia biskupie otrzymał 21 września 1996 w Katedrze Najświętszej Marii Panny i św. Liboriusza i Kiliana. Udzielił mu ich Johannes Joachim Degenhardt, arcybiskup metropolita Paderborn, któremu asystowali biskupi pomocniczy Paderborn Hans Leo Drewes i Paul Consbruch. Jako zawołanie biskupie przyjął słowa Ubi spiritus Domini ibi libertas (Gdzie jest Duch Pański – tam wolność).
20 grudnia 2001 papież Jan Paweł II przeniósł go na urząd biskupa diecezjalnego Trewiru. Ingres do katedry Świętego Piotra w Trewirze odbył 1 kwietnia 2002.
30 listopada 2007 papież Benedykt XVI mianował go arcybiskupem metropolitą Monachium i Freising. Ingres do Katedry Najświętszej Marii Panny w Monachium odbył 2 lutego 2008. 29 czerwca 2008 w Bazylice św. Piotra na Watykanie odebrał od papieża paliusz metropolitalny.
W latach 2012–2018 był przewodniczącym Komisji Episkopatów Wspólnoty Europejskiej (COMECE). 12 marca 2014 został wybrany na przewodniczącego Konferencji Episkopatu Niemiec. Pełnił tę funkcję do lutego 2020.